রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   বৃষ্টির পানির pH মান ৫.৬ এর চেয়ে কম হলে তাকে এসিড বৃষ্টি বলে। সাধারণত বায়ুমণ্ডলে উপস্থিত সালফার ও নাইট্রোজেনের অক্সাইডসমূহ বৃষ্টির পানির সাথে বিক্রিয়া করে এসিড উৎপন্ন করার কারণে এসিড বৃষ্টি সৃষ্টি হয়।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোনো নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় একটি গ্যাসের বিভিন্ন অণুর বেগ সমান থাকে না। অণুগুলোর গতিশক্তি তার বেগের বর্গের সমানুপাতিক ($E_k = \frac{1}{2}mc^2$)। গ্যাস অণুগুলোর গড়বেগ ব্যবহার করলে গতিশক্তির প্রকৃত বা কার্যকর মান পাওয়া যায় না, কারণ বেগের গড় মানের বর্গ এবং বেগের বর্গের গড় মান এক নয়।

   গ্যাসের মূল গড় বর্গবেগ (rms বেগ, $c$) হলো অণুগুলোর বেগের বর্গের গড়ের বর্গমূল ($c = \sqrt{\frac{c_1^2 + c_2^2 + \dots + c_n^2}{n}}$)। ফলে মোট গতিশক্তি পরিমাপের ক্ষেত্রে rms বেগের বর্গ ($c^2$) সরাসরি প্রতিটি অণুর গতিশক্তির সমষ্টিকে সঠিকভাবে প্রকাশ করে ($E_k = \frac{3}{2}nRT$ সমীকরণেও rms বেগ ব্যবহৃত হয়)। এজন্য গ্যাসের গতিশক্তি নির্ণয়ে গড়বেগ অপেক্ষা rms বেগ অধিক উপযোগী।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে নদী বা জলাশয়ের পানিতে পয়ঃবর্জ্য ও বিভিন্ন শিল্পবর্জ্য মিশে দূষিত হচ্ছে। এ নমুনা পানির BOD (Biochemical Oxygen Demand) নির্ণয়ের জন্য সাধারণত উইঙ্কলার (Winkler) পদ্ধতি বা দ্রবীভূত অক্সিজেন (DO) মিটারের সাহায্যে পাঁচ দিনের পরীক্ষা ($BOD_5$) করা হয়। পদ্ধতিটি নিচে ব্যাখ্যা করা হলো:

   ১. পানির নমুনা সংগ্রহ ও প্রাথমিক DO নির্ণয়:
   নমুনা পানি সংগ্রহ করে সমান দুই ভাগে দুটি বায়ুরোধক কাচের বোতলে নেওয়া হয়। প্রথম বোতলের পানির দ্রবীভূত অক্সিজেনের পরিমাণ উইঙ্কলার আয়োডোমিতিক টাইট্রেশনের সাহায্যে তাৎক্ষণিকভাবে পরিমাপ করা হয়। এটিকে প্রাথমিক DO বা $DO_1$ ধরা হয়।

   ২. ইনকিউবেশন:
   দ্বিতীয় বোতলের পানির নমুনাকে আলোহীন পরিবেশে $20^\circ\text{C}$ তাপমাত্রায় ইনকিউবেটরে টানা ৫ দিন রেখে দেওয়া হয়। এ সময়ে পানিতে উপস্থিত অণুজীবগুলো জৈব বর্জ্যকে ভাঙতে বা জারিত করতে নমুনা পানির দ্রবীভূত অক্সিজেন ব্যবহার করে।

   ৩. চূড়ান্ত DO নির্ণয় ও হিসাব:
   ৫ দিন পর দ্বিতীয় বোতলটির পানির দ্রবীভূত অক্সিজেন একইভাবে উইঙ্কলার পদ্ধতিতে পরিমাপ করা হয়। এটিকে $DO_5$ ধরা হয়।

   অতএব, পানির BOD এর মান হবে:
   $BOD_5 = (DO_1 - DO_5) \text{ mg/L}$

   যদি পানি অতিরিক্ত মাত্রায় দূষিত হয়, তবে নমুনা পানিকে উপযুক্ত পরিমাণে লঘু করে নেওয়া হয় এবং লঘুকরণ গুণক (Dilution factor) দিয়ে গুণ করে সঠিক BOD এর মান নির্ণয় করা হয়।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের চিত্রে দেখা যাচ্ছে Pb-এসিড ব্যাটারি কারখানা এবং Cd-ঝালাই কারখানা হতে নির্গত শিল্প দূষক নদীর পানিতে মিশছে। ফলে প্রধান অজৈব কঠিন দূষক হিসেবে ভারী ধাতু লেড ($Pb$) ও ক্যাডমিয়াম ($Cd$) জলজ পরিবেশে প্রবেশ করে। এই ভারী ধাতুগুলো খাদ্য-শৃংখলে মারাত্মক ক্ষতিকর প্রভাব ফেলে, যা নিচে বিশ্লেষণ করা হলো:

   ১. পানিতে দ্রবীভূত হওয়া ও উদ্ভিদে শোষণ: শিল্প কারখানা থেকে নির্গত $Pb^{2+}$ এবং $Cd^{2+}$ আয়ন পানিতে দ্রবীভূত হয়ে পানির জলজ উদ্ভিদ ও ফাইটোপ্ল্যাঙ্কটন দ্বারা শোষিত হয়। যেহেতু এই ধাতুগুলো অপচনশীল (non-biodegradable), তাই এগুলো উদ্ভিদের কোষে অবিকৃতভাবে জমা থাকে।

   ২. খাদ্য-শৃংখলে স্থানান্তর ও জৈব বিবর্ধন (Biomagnification): ফাইটোপ্ল্যাঙ্কটন ও জলজ উদ্ভিদকে খাদ্য হিসেবে গ্রহণ করে ছোট মাছ ও জুপ্ল্যাঙ্কটন। এরপর ছোট মাছকে বড় মাছ এবং পরবর্তীতে সর্বোচ্চ খাদক হিসেবে পাখি বা মানুষ গ্রহণ করে। খাদ্য-শৃংখলের প্রতিটি ট্রফিক স্তরে এই ভারী ধাতুগুলোর ঘনত্ব ক্রমান্বয়ে বৃদ্ধি পায়, যা বায়োম্যাগনিফিকেশন নামে পরিচিত।

   ৩. বাস্তুতন্ত্র ও জীবদেহে ক্ষতিকর প্রভাব:

   • লেড ($Pb$)-এর প্রভাব: খাদ্য-শৃংখলের মাধ্যমে জলজ প্রাণী ও মানুষের শরীরে প্রবেশ করে লেড হিমোগ্লোবিন সংশ্লেষণ বাধাগ্রস্ত করে অ্যানিমিয়া সৃষ্টি করে। এটি কেন্দ্রীয় স্নায়ুতন্ত্রকে ক্ষতিগ্রস্ত করে, শিশুদের বুদ্ধিমত্তা (IQ) হ্রাস করে এবং কিডনি ও লিভারের মারাত্মক ক্ষতিসাধন করে।
   • ক্যাডমিয়াম ($Cd$)-এর প্রভাব: এটি খাদ্য-শৃংখলে প্রবেশের পর হাড় ও কিডনিতে জমা হয়। এর ফলে হাড়ের ক্যালসিয়াম প্রতিস্থাপিত হয়ে হাড় দুর্বল ও ভঙ্গুর হয়ে যায় এবং তীব্র ব্যথাদায়ক রোগ 'ইতাই-ইতাই' (Itai-itai) সৃষ্টি করে। এছাড়া এটি ফুসফুস ও কিডনি বিকল এবং ক্যান্সারের ঝুঁকি তৈরি করে।

   সুতরাং, উদ্দীপকের অজৈব কঠিন দূষকসমূহ ($Pb$ ও $Cd$) খাদ্য-শৃংখলে প্রবেশ করে জৈব বিবর্ধনের মাধ্যমে পুরো বাস্তুতন্ত্র ও মানবস্বাস্থ্যের জন্য মারাত্মক বিপর্যয় সৃষ্টি করে।